Research for Terahertz Quantum Cascade Lasers using Nitride-based Semiconductors

使用氮化物半导体的太赫兹量子级联激光器的研究

• 批准号: 21246005
• 负责人: HIRAYAMA Hideki
• 金额: $ 29.87万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246005/
• 关键词: テラヘルツ; 量子カスケードレーザ; 窒化物半導体; 金属プラズモン導波路; 分子線エピタキシー; サブバンド間遷移; 自然放出光; 電流注入; MBE結晶成長; 超格子

Terahertz quantum-cascade lasers(THz-QCLs) are small-size, narrow line-width, cw and high-power THz laser light sources and are attractive for a lot of applications. We have developed GaN/InAlGaN THz-QCLs by employing a longitudinal-optical(LO) phonon depopulation scheme, for the purpose of achieving undeveloped frequencies, i. e., 5-12 THz. We achieved first observation of spontaneous emission from nitride-based GaN/AlGaN semiconductor superlattices(SLs) intersubband levels by current injection. We confirmed the origin of the THz spontaneous emission by using polarization dependence of emission from the QCL structures.

太赫兹量子级联激光器（THz QCL）是一种小尺寸、窄线宽、连续波、高功率的THz激光光源，具有广泛的应用前景。我们已经开发了GaN/InAlGaN THz-QCL通过采用半导体光学（LO）声子减少计划，以实现未开发的频率，即。例如，5-12太赫兹我们首次通过电流注入实现了氮化物基GaN/AlGaN半导体超晶格子带间自发辐射的观测。我们证实了太赫兹自发辐射的起源，通过使用从QCL结构的发射的偏振依赖性。

项目成果

Molecular beam epitaxy growth of GaN/AlGaN quantum cascade structure using droplets elimination by thermal annealing technique

利用热退火技术消除液滴的 GaN/AlGaN 量子级联结构的分子束外延生长

• 发表时间: 2011
• 期刊: Phys. Status Solidi A
• 作者: Hisao Ishii;W. Terashima and H. Hirayama
• 通讯作者: W. Terashima and H. Hirayama

Design and fabrication of terahertz quantum cascade structure based on III-Nitride semiconductors

基于III族氮化物半导体的太赫兹量子级联结构的设计与制备

• 发表时间: 2009
• 期刊: Phys. Status Solidi C
• 作者: N. Konishi;T. Tanaka;T. Fujibayashi;M. Okubo;W. Terashima and H. Hirayama
• 通讯作者: W. Terashima and H. Hirayama

Au/Al-Metal Bonding Conditions for Double Metal Waveguide on GaN based Terahertz Quantum Cascade Laser Structure

GaN基太赫兹量子级联激光器结构上双金属波导的金/铝金属键合条件

• 发表时间: 2011
• 作者: S. Matsumoto;W. Terashima;T. Yasuda and H. Hirayama
• 通讯作者: T. Yasuda and H. Hirayama

pontaneous emission from GaN/AlGaN terahertz quantum cascade laser grown on GaN substrate

GaN 衬底上生长的 GaN/AlGaN 太赫兹量子级联激光器的自发发射

• 期刊: Phys.Status Solidi.
• 作者: W.Terashima;H.Hirayama
• 通讯作者: H.Hirayama

First Observation of Spontaneous Emission on Injection Current from GaN/AlGaN Terahertz-Quantum Cascade Laser

首次观察 GaN/AlGaN 太赫兹量子级联激光器注入电流自发发射

• 发表时间: 2010
• 作者: 横田祥;国井勝;瀬古弘;山下剛;梶 弘典;福原学・今井真美・楊成・森直・井上佳久;W. Terashima and H. Hirayama
• 通讯作者: W. Terashima and H. Hirayama